专利名称：多芯片厚膜印刷电路板混合集成led平板显示器技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术。
背景技术：
LED平板显示器由LED显示屏和译码驱动控制电路两部分组成。现有LED平板显示器集成技术主要有两种
1) HIC混合集成技术通过厚膜混合集成的方法将LED显示屏和译码驱动控制电路集成在96% Al2O3陶瓷基板上。显示器采用陶瓷盖封装，陶瓷盖顶面开有镶嵌透光玻璃的窗口作为LED显示屏光通道；陶瓷基板两侧组装直插式外引线作为平板显示器的物理和电学通道。该集成技术2002年成功申请实用新型专利，名称为“小型电子显示器”，专利号 ZL02212784. 4。该技术存在如下缺点将LED显示屏和译码驱动控制电路集成在同一块Al2O3 (96 瓷)陶瓷基板上，这样，平板显示器面积偏大，只适用于LED显示屏象素小于96X96=9216 (个)的平板显示器的集成。2)3D-MCM-C (三维多芯片组件-厚膜)混合集成技术将LED显示屏和译码驱动控制电路分开设计、分开加工，LED显示屏采用常规的丝网印刷、直接描绘、粘片、键合工艺实现。译码驱动电路采用LTCC (低温陶瓷共烧)空腔技术，即将译码驱动裸芯片埋置在LTCC 空腔内部，再通过绝缘粘接、键合互连等工艺将LED显示屏与译码驱动LTCC芯组上下叠层装连在一起形成3D-MCM结构，加盖注塑框架镶嵌PMMA透光玻璃窗口形成的壳盖作为LED 显示屏光通道，组装J30-21I型连接器作为LED平板显示器的对外电通道。该集成技术中，“带空腔的LTCC基板与Al2O3陶瓷基板三维组装封装工艺” 2007年成功申请发明专利， 专利号:ZL200710083513. 3。该技术存在如下缺点LTCC空腔加工及组装工艺难度高、成品率低、LTCC材料成
本高、空腔基板抗震强度差等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成 LED平板显示器技术。为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤
OLED显示屏的加工
a.成膜采用丝网印刷工艺加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘，丝网印刷工艺是通过掩模板上的丝网网孔，将厚膜浆料均勻地沉积到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，网板目数为300目 400目，掩模厚度为25 μ m 40 μ m ；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，笔尖型号为4-3或3-2，描绘后在850°C 士 10°C下烧制；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，直接描绘工艺是通过直接描绘专用设备上的笔尖，将厚膜浆料均勻地描写到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，所采用的笔尖型号为4-3或 3-2，描绘后在150°C 士 10°C下烘烤；
b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接；
2)译码驱动PCB芯组的加工将译码器和连接器与PCB基板相焊接；
3)组装
通过粘接工艺将LED显示屏和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，再通过金丝球键合工艺实现LED显示屏与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组；
4)封装壳盖的加工
封装壳盖采用注塑框架镶嵌PMMA透光玻璃；
5)封装
LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化， 再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用胶加固。本发明提供的另一技术方案是一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤
1)LED显示屏的加工
a.成膜采用直接描绘工艺加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，直接描绘导电带笔尖型号为6-4 ；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，笔尖型号为4-3或3-2，描绘后在850°C 士 10°C下烧制；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，笔尖型号为4-3或3-2， 描绘后在150°C 士 10°C下烘烤；
b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接；
2)译码驱动PCB芯组的加工将译码器和连接器与PCB基板相焊接；
3)组装
通过粘接工艺将LED显示屏和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，再通过金丝球键合工艺实现LED显示屏与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组；
4)封装壳盖的加工
封装壳盖采用注塑框架镶嵌PMMA透光玻璃；
5)封装
LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化， 再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用胶加固。进一步地，在步骤1的成膜步骤中，加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘时采用的导体浆料为DUP0NT-5771AU ；描绘定位粘片的基准线和相邻两行导电带之间的隔离膜时采用的介质浆料为DUP0NT-5704。更进一步地，在步骤1)的粘片和键合步骤中，粘片所采用的粘接剂型号为H20E导电胶；布胶方法为半自动点胶机点布或丝网印刷。优选地，在步骤1)中，金丝键合方法为全自动金丝球键连续键合或手工半自动金丝球连续键合；所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99%。进一步地，在步骤2)中，PCB基板的厚度为1.5mm士0. 15mm。更进一步地，在步骤2)中，PCB基板上的用于与LED显示屏相连接的过渡焊盘镀金，镀金层厚度彡O-Iym0进一步地，在步骤3)中，金丝球键合方法为全自动金丝球键键合或手工半自动金丝球键合；所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99%。更进一步地，在步骤4)中，玻璃的厚度为1.5mm士0.05mm，透光率彡92%;框架与玻璃用粘接剂粘接，粘接剂型号为WD2104。优选地，步骤5)中，采用704型号硅胶将封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接，再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用WD2104胶加固。通过采用以上技术方案，本发明多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术具有以下特点
1)本方案采用的HIC工艺和PCB工艺都是国内成熟工艺，其产品的特点是性能稳定好，长期可靠性高；
2)PCB基板比LTCC基板材料成本低、抗机械冲击强度高；
3)设计灵活，修改、返工方便，工艺加工难度显著降低，成品率大大提高；
4)LED平板显示器件体积小，适合256X96位以上象素的大面阵LED平板显示器集成。
附图1为本发明的LED平板显示器的结构封装图； 附图2为本发明的LED平板显示器芯组结构示意图； 附图3为本发明的封装壳盖结构示意图。其中
10、LED显示屏；20、PCB基板；21、译码器；22、连接器；23、环氧膜；24、金丝；30、框架； 31、玻璃；32、硅胶；33、WD2104 胶。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例一
一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤 1) LED显示屏10的加工
a.成膜采用丝网印刷工艺加工LED显示屏10的行向的导电带和列向的过渡焊盘，丝网印刷工艺是通过的掩模板上丝网网孔，将厚膜浆料均勻地沉积到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，网板目数为300目 400目，掩模厚度为25 μ m 40 μ m，导体浆料为DUP0NT_5771Au或相当性能的厚膜导体浆料；
直接描绘工艺是通过直接描绘专用设备上的笔尖，将厚膜浆料均勻地描写到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，笔尖型号为4-3或3-2，采用的介质浆料为DUP0NT-5704或相当性能的厚膜导体浆料，描绘后在850°C 士 10°C下烧制；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，笔尖型号为4-3或3-2，采用的介质浆料为DUP0NT-5704或相当性能的厚膜导体浆料，描绘后在150°C 士 10°C下烘烤成膜；
b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接，所采用的粘接剂型号为 H20E或相当性能导电环氧胶，布胶方法为半自动点胶机点布或丝网印刷；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接，金丝键合方法为全自动金丝球键连续键合或手工半自动金丝球连续键合，所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99% ；
2)译码驱动PCB芯组的加工
将译码器21和连接器与PCB基板20相焊接，PCB基板20的材料为FR-4或相当性能的环氧玻璃布，PCB基板20的厚度为1. 5mm士0. 15mm, PCB基板20上的用于与LED显示屏10 相连接的过渡焊盘镀金，镀金层厚度彡0. Iym,译码器21为TPFQ-48封装的5/32型或相当功能的译码器，采用SMT技术实现译码器21与PCB基板20组装，连接器22为J30-21I或相当性能型号的连接器，采用烙铁焊实现连接器22与PCB基板20组装；
3)组装
通过粘接工艺将LED显示屏10和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，粘接材料采用5020-1-. 005环氧膜23或相当性能粘接材料，粘接环氧膜23剪裁成条状，环氧膜23的尺寸为(30 士 1) X (7 士 l)mm，每只电路使用2条环氧膜条23，相邻的两条环氧膜23间的距离为4mm士 Imm ；再通过金丝球键合工艺实现LED显示屏10与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组，示意图如附图2所示，金丝球键合方法为全自动金丝球键键合或手工半自动金丝球键合；所采用的金丝M丝径为Φ18μπι Φ 25 μ m，金丝M的含金量为 99. 99% ；
4)封装壳盖的加工
封装壳盖采用注塑框架30镶嵌PMMA透光玻璃31，框架30材料采用聚苯硫醚或相当性能的黑色注塑材料，玻璃31的厚度为1. 5mm士0. 05mm,透光率彡92%，框架30与玻璃31采用WD2104胶粘接；封装壳盖的结构图如附图3所示；
5)封装
LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化， 本实施例中硅胶采用黑色704硅胶，再在PCB基板20与封装壳盖接缝处四周用WD2104胶 33加固。其结构封装图如附图1所示。
实施例二
一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤
1) LED显示屏10的加工
a.成膜采用直接描绘工艺加工LED显示屏10的行向的导电带和列向的过渡焊盘， 直接描绘工艺是通过直接描绘专用设备上的笔尖，将厚膜浆料均勻地描写到绝缘基片上， 形成具有一定厚度和形状的图案，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，直接描绘导电带笔尖型号为6-4 ；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，笔尖型号为4-3或 3-2，采用的介质浆料为DUP0NT-5704或相当性能的厚膜导体浆料，描绘后在850°C 士 10°C下烧制；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，笔尖型号为4-3或3-2，采用的介质浆料为DUP0NT-5704或相当性能的厚膜导体浆料，描绘后在 150°C 士 10°C下烘烤成膜；
b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接，所采用的粘接剂型号为 H20E或相当性能导电环氧胶，布胶方法为半自动点胶机点布或丝网印刷；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接，金丝键合方法为全自动金丝球键连续键合或手工半自动金丝球连续键合，所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99% ；
2)译码驱动PCB芯组的加工
将译码器21和连接器与PCB基板20相焊接，PCB基板20的材料为FR-4或相当性能的环氧玻璃布，PCB基板20的厚度为1. 5mm士0. 15mm, PCB基板20上的用于与LED显示屏10 相连接的过渡焊盘镀金，镀金层厚度彡0. Iym,译码器21为TPFQ-48封装的5/32型或相当功能的译码器，采用SMT技术实现译码器21与PCB基板20组装，连接器22为J30-21I或相当性能型号的连接器，采用烙铁焊实现连接器22与PCB基板20组装；
3)组装
通过粘接工艺将LED显示屏10和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，粘接材料采用5020-1-. 005环氧膜23或相当性能粘接材料，粘接环氧膜23剪裁成条状，环氧膜23的尺寸为(30 士 1) X (7 士 l)mm，每只电路使用2条环氧膜条23，相邻的两条环氧膜23间的距离为4mm士 Imm ；再通过金丝球键合工艺实现LED显示屏10与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组，示意图如附图2所示，金丝球键合方法为全自动金丝球键键合或手工半自动金丝球键合；所采用的金丝M丝径为Φ18μπι Φ 25 μ m，金丝M的含金量为 99. 99% ；
4)封装壳盖的加工
封装壳盖采用注塑框架30镶嵌PMMA透光玻璃31，框架30材料采用聚苯硫醚或相当性能的黑色注塑材料，玻璃31的厚度为1. 5mm士0. 05mm，透光率彡92%，框架30与玻璃31采用WD2104胶粘接；封装壳盖的结构图如附图3所示；
5)封装
LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化， 本实施例中硅胶采用黑色704硅胶，再在PCB基板20与封装壳盖接缝处四周用WD2104胶 33加固。其结构封装图如附图1所示。 以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤1)LED显示屏的加工a.成膜采用丝网印刷工艺加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘，丝网印刷工艺是通过掩模板上的丝网网孔，将厚膜浆料均勻地沉积到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，网板目数为300目 400目，掩模厚度为25 μ m 40 μ m ；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，直接描绘工艺是通过直接描绘专用设备上的笔尖，将厚膜浆料均勻地描写到绝缘基片上，形成具有一定厚度和形状的图案，所采用的笔尖型号为4-3或3-2，描绘后在850°C 士 10°C下烧制； 采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，笔尖型号为4-3或 3-2，描绘后在150°C 士 10°C下烘烤；b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接；2)译码驱动PCB芯组的加工将译码器和连接器与PCB基板相焊接；3)组装通过粘接工艺将所述的LED显示屏和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，再通过金丝球键合工艺实现所述的LED显示屏与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组；4)封装壳盖的加工封装壳盖采用注塑框架镶嵌PMMA透光玻璃；5)封装所述的LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将所述的封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化，再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用胶加固。
2.—种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤OLED显示屏的加工a.成膜采用直接描绘工艺加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘，绝缘基片采用96% Al2O3陶瓷，直接描绘导电带笔尖型号为6-4 ；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出用于定位粘片的基准线，笔尖型号为4-3或3-2，描绘后在850°C 士 10°C下烧制；采用直接描绘工艺用介质浆料描绘出相邻两行导电带之间的隔离膜，笔尖型号为4-3或3-2， 描绘后在150°C 士 10°C下烘烤；b.粘片和键合通过粘片工艺实现每行中LED管下N极连接；通过金丝键合实现每列中LED管上P极电学连接；2)译码驱动PCB芯组的加工将译码器和连接器与PCB基板相焊接；3)组装通过粘接工艺将所述的LED显示屏和译码驱动PCB芯组上下层叠固定在一起，再通过金丝球键合工艺实现所述的LED显示屏与译码驱动PCB芯组电学连接，形成LED平板显示器芯组；4)封装壳盖的加工封装壳盖采用注塑框架镶嵌PMMA透光玻璃；5)封装所述的LED显示器采用灌封方式封装，先用硅胶将所述的封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接固化，再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用胶加固。
3.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤1的成膜步骤中，加工LED显示屏的行向的导电带和列向的过渡焊盘时采用的导体浆料为DUP0NT-5771AU ；描绘定位粘片的基准线和相邻两行导电带之间的隔离膜时采用的介质浆料为DUP0NT-5704。
4.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤1)的粘片和键合步骤中，粘片所采用的粘接剂型号为H20E导电胶；布胶方法为半自动点胶机点布或丝网印刷。
5.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤1)中，金丝键合方法为全自动金丝球键连续键合或手工半自动金丝球连续键合；所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99%。
6.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤2)中，PCB基板的厚度为1.5mm士0. 15mm。
7.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤2)中，PCB基板上的用于与LED显示屏相连接的过渡焊盘镀金，镀金层厚度彡0. Iym0
8.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤3)中，金丝球键合方法为全自动金丝球键键合或手工半自动金丝球键合；所采用的金丝丝径为Φ 18 μ m Φ 25 μ m，金丝含金量为99. 99%。
9.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于在步骤4)中，玻璃的厚度为1.5mm士0. 05mm，透光率> 92% ；所述的框架与玻璃用粘接剂粘接，粘接剂型号为WD2104。
10.根据权利要求1或2所述的多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术， 其特征在于步骤5)中，采用704型号硅胶将所述的封装壳盖与LED平板显示器芯组粘接， 再在PCB板与封装壳盖接缝处四周用WD2104胶加固。
全文摘要
本发明公开了一种多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术，包括以下步骤1)LED显示屏的加工a.成膜；b．粘片和键合；2)译码驱动PCB芯组的加工；3)组装；4)封装壳盖的加工；5)封装。通过采用以上技术方案，本发明多芯片厚膜印刷电路板混合集成LED平板显示器技术具有以下特点1)本方案采用的HIC工艺和PCB工艺都是国内成熟工艺，其产品的特点是性能稳定好，长期可靠性高；2)PCB基板比LTCC基板材料成本低、抗机械冲击强度高；3)设计灵活，修改、返工方便，工艺加工难度显著降低，成品率大大提高；4)LED平板显示器件体积小，适合256×96位以上象素的大面阵LED平板显示器集成。
文档编号G09F9/33GK102332231SQ201110327669
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者刘海亮, 周冬莲, 李波, 王晓漫 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心